化学键上课用

1、你曾否想过？ 1.1.为什么一百多种元素可形成一千多万种物质？为什么一百多种元素可形成一千多万种物质？ 2. 为什么两个氢原子可以形成氢分子，而两个为什么两个氢原子可以形成氢分子，而两个 氦原子却不能形成氦分子？氦原子却不能形成氦分子？ 3.化合物中原子为什么总是按一定数目相结合？化合物中原子为什么总是按一定数目相结合？ 第三节 化学键化学键定义和分类化学键定义和分类 通常把分子或晶体中，通常把分子或晶体中，相邻相邻原子原子（或离子）间（或离子）间强烈强烈的的相互相互作用称为作用称为化学键化学键。 按原子之间相互作用的按原子之间相互作用的方式方式和强度和强度不同，将化学键又分为不同，将化学键又

2、分为离子键离子键、共共价键价键和和金属键金属键。 +112 8 1+112 8+177 8 2+178 8 2ClNaNa+Na+Cl电子转移不稳定稳定Cl-实验1：氯化钠的形成动画1 Na+118 12 Cl +178 72NaNa+ + ClCl- -+1182+1788 2Na+Cl-动脑筋想想 在氯化钠晶体中，在氯化钠晶体中，Na+和和Cl- 之间存在哪之间存在哪些作用力？些作用力？ Na+离子和离子和Cl-离子之间的静电离子之间的静电吸引吸引。 阴阳离子的电子与电子、原子核与原子阴阳离子的电子与电子、原子核与原子核之间的静电核之间的静电排斥排斥。1.定义：定义： 使阴阳离子结合成化合

3、物的使阴阳离子结合成化合物的静电作静电作用用，叫做离子键。，叫做离子键。含有含有离子键离子键的化合物就是的化合物就是离子化合物离子化合物。 一、离子键 1、活泼的金属元素（、活泼的金属元素（IA，IIA）和活泼的非金属）和活泼的非金属 元素（元素（VIA，VIIA）之间的化合物。）之间的化合物。 、 活泼的金属元素和酸根离子形成的盐活泼的金属元素和酸根离子形成的盐 、铵根离子和酸根离子（或活泼非金属元素）、铵根离子和酸根离子（或活泼非金属元素）形成的盐。形成的盐。酸根离子：酸根离子：SO42-、NO3-、Cl-等等把把NH4+看作是活泼的金属阳离子看作是活泼的金属阳离子形成离子键的条件：形成离

4、子键的条件：强碱、活泼金属氧化物、大多数盐类是离子强碱、活泼金属氧化物、大多数盐类是离子化合物，离子化合物一定是强电解质。化合物，离子化合物一定是强电解质。影响离子键强弱的因素：影响离子键强弱的因素：阴、阳离子半径越小，所带电荷数越阴、阳离子半径越小，所带电荷数越多，离子键越强，则离子晶体的熔点、多，离子键越强，则离子晶体的熔点、沸点越高，如沸点越高，如Al2O3、MgO可做耐火可做耐火材料材料电子式：电子式：在元素符号周围用在元素符号周围用“ ”或或“”来表示原子最外层电子的式子，叫电子来表示原子最外层电子的式子，叫电子式式。H Na Mg O Cl 原子的电子式：原子的电子式： 离子的电子

5、式离子的电子式：H+Na+Mg2+ O 2- ： ： Cl - ： ：金属阳离子的电子式就是其离子符号。金属阳离子的电子式就是其离子符号。 非金属阴离子的电子式要标非金属阴离子的电子式要标 及及“ 电荷数电荷数 ”。(1)(1)原子的电子式原子的电子式：常把其最外层电子数用：常把其最外层电子数用小黑点小黑点“. .”或小叉或小叉“”来表示，注意要表来表示，注意要表示出示出单电子单电子，电子对位置要对。，电子对位置要对。(2)(2)阳离子的电子式阳离子的电子式：不要求画出离子最外层：不要求画出离子最外层电子数，只要在元素、符号右上角标出电子数，只要在元素、符号右上角标出“n+n+”电荷字样。电荷

6、字样。(3)(3)阴离子的电子式阴离子的电子式: :不但要画出最外层电子不但要画出最外层电子数，而且还应用于括号数，而且还应用于括号“ ”括起来，并在括起来，并在右上角标出右上角标出“n n- -”电荷字样。电荷字样。电子式的表示要求：电子式的表示要求：离子化合物的电子式：由阴、阳离子的电离子化合物的电子式：由阴、阳离子的电子式组成，但对相同离子不能合并子式组成，但对相同离子不能合并AB型型AB2型型A2B型型 写出下列粒子的电子式：写出下列粒子的电子式： 硫原子，硫原子， 溴离子，溴离子， 钾离子钾离子 S K+ Br - ： ：氯化钠氯化钠 Cl - ： ：Na+溴化钙溴化钙 Br - ：

7、 ： Br - ： ：Ca2+用电子式表示离子化合物的形成过程用电子式表示离子化合物的形成过程书写要点：书写要点：1.原子、阴离子、原子团离子都要标出最外层电子，原子、阴离子、原子团离子都要标出最外层电子， 离子须标明电荷；离子须标明电荷；2.阴离子、原子团离子要用方括号括起来；阴离子、原子团离子要用方括号括起来；3.相同的原子可以合并写，相同的原子可以合并写，相同的离子要单个写相同的离子要单个写；4.不能把不能把“”写成写成“=”；5.用箭头标明电子转移方向。用箭头标明电子转移方向。2、用电子式表示离子化合物的形成过程Mg2BrBrSK KBrMgBrS2-2- K K例例：动画32、离子化

8、合物的形成过程：ClNaClNaMg2BrBrSK KBrMgBr化 学 键S2-2- K+ K+本节小结本节小结阴离子阴离子Nn-阳离子阳离子Mm+用用电电子子式式表表示示离离子子化化合合物物活泼金活泼金属原子属原子M活泼非金活泼非金属原子属原子N N失去失去电子电子得到得到电子电子静电作用 静电吸引静电吸引=静电排斥静电排斥离离 子子 键键 影影 响响 因因 素素 离子半径离子半径 离子电荷离子电荷离子键离子键:使阴、阳离子结合成化合物的使阴、阳离子结合成化合物的静电作用静电作用.ClMgClMg2ClCl例例共价键的形成非金属元素之间的成键情况？双方都不想失去电子。HCl我是非金属，我是

9、非金属，我很少失电子我很少失电子我才不会失我才不会失电子给你电子给你解决方法共价键原子之间通过共用电子对所形成的相互原子之间通过共用电子对所形成的相互作用，叫做共价键。作用，叫做共价键。共价键的形成共价键的形成 概念：原子之间通过概念：原子之间通过共用电子对共用电子对形成形成的化学键的化学键C Cl lH HCl原子最外层原子最外层8电子电子H原子最外层原子最外层2电子电子分子中分子中只只含有共价键的化合物叫做含有共价键的化合物叫做共价化合物共价化合物两个氢原子的电子云两个氢原子的电子云形成氢分子形成氢分子定义：原子之间通过定义：原子之间通过共用电子对共用电子对所形成所形成的的相互相互作用，叫

10、做共价键。作用，叫做共价键。成键微粒成键微粒：原子：原子相互作用相互作用：共用电子对共用电子对成键元素成键元素：同种或同种或 不同种不同种含有共价键的化合物含有共价键的化合物不一定不一定是共价化合物是共价化合物二、共价键二、共价键非金属非金属元素元素不同种非金属元不同种非金属元素的原子间形成素的原子间形成极性共价键极性共价键同种非金属元素同种非金属元素的原子间形成的原子间形成非非极性共价键极性共价键形成共价键的条件非金属元素的原子之间或非金属元素的原子与不活非金属元素的原子之间或非金属元素的原子与不活泼的某些泼的某些金属元素金属元素原子之间形成共价键。原子之间形成共价键。实例：实例：Cl2、C

11、Cl4、H2O、HF、HNO3、CO2 、AlCl3、(CH3COO)2 Pb说明：多数非金属单质，气态氢化物，酸分子，说明：多数非金属单质，气态氢化物，酸分子，非金属氧化物，非金属氧化物，含有原子团的离子化合物含有原子团的离子化合物、有、有机物里都有共价键。机物里都有共价键。弱电解质、非电解质一定是共价化合物弱电解质、非电解质一定是共价化合物（2）、共价化合物）、共价化合物电子式电子式结构式结构式ClHHClOOC CO=C=OO OH HH H O H H练习练习：书写书写 NH3、CCl4的电子式、结构式的电子式、结构式（1 1）、大多数非金属单质）、大多数非金属单质ClCl ClCl电

12、子式电子式N NN N结构式结构式ClClN N共价化合物的电子式书写方法：共价化合物的电子式书写方法：缺几个电子就形成几对共用电子对缺几个电子就形成几对共用电子对练习：练习：书写书写F F2 2、H H2 2的电子式、结构式的电子式、结构式用电子式表示共价型分子的形成过程用电子式表示共价型分子的形成过程原子原子 分子分子HCl+ClH对比：对比：与离子化合物形成过程书写之区别与离子化合物形成过程书写之区别 用电子式表示下列共价分子的形成过程用电子式表示下列共价分子的形成过程 碘碘 水水 二氧化碳二氧化碳 氨氨 硫化氢硫化氢 氢氧化钠中，钠离子与氢氧根离子氢氧化钠中，钠离子与氢氧根离子以离子键

13、结合；在氢氧根离子中，氢与氧以离子键结合；在氢氧根离子中，氢与氧以共价键结合。以共价键结合。 HNa O 过氧化钠中，过氧根离子过氧化钠中，过氧根离子 (O2 2- )与与钠离子以离子键结合；在过氧根离子中，两钠离子以离子键结合；在过氧根离子中，两个氧原子以共价键结合。个氧原子以共价键结合。O：O： ：Na Na 2-如如:NaOH如如: Na2O2复杂的阴阳离子电子式复杂的阴阳离子电子式OH- :O22- :NH4+ :练习练习 写出以下物质的电子式：写出以下物质的电子式： NH4Cl、H2O2、 HClO思考思考: H H2 2中共用电子对位置是怎样的？中共用电子对位置是怎样的？H H.共

14、用电子对因受到的吸引力大小相等共用电子对因受到的吸引力大小相等而居于两原子的而居于两原子的 （不偏移）（不偏移）共用电子对不偏向一方原子共用电子对不偏向一方原子的的共价键共价键称为称为非非极性键极性键正中央正中央思考思考HCl中，为什么中，为什么H显显+1价价 , 为什么为什么Cl显显-1价价? . Cl ：H共用电子对偏向对其吸引力更强的一方共用电子对偏向对其吸引力更强的一方共用电子对偏向一方原子共用电子对偏向一方原子的的共价键共价键称为称为极性键极性键+1 -1+1 -1非极性键和极性键非极性键和极性键非极性键极性键同种原子同种原子不同种原子不同种原子同种元素的原子同种元素的原子之间形成的

15、之间形成的共价键一定是共价键一定是非极性键非极性键；不同种元素的原子不同种元素的原子之间形成之间形成的共价键一定是的共价键一定是极性键极性键。判断非极性键和极性键的依据：判断非极性键和极性键的依据：思考与交流思考与交流 所有的由非金属元素原子组成的化合所有的由非金属元素原子组成的化合物都是共价化合物吗？举例说明。物都是共价化合物吗？举例说明。 含有共价键的化合物一定是共价化合含有共价键的化合物一定是共价化合物吗？物吗？含有共价键的化合物不一定是共价化合物含有共价键的化合物不一定是共价化合物共价化合物中一定含有共价键共价化合物中一定含有共价键共价化合物中一定不含离子键共价化合物中一定不含离子键含

16、有离子键的化合物一定是离子化合物。含有离子键的化合物一定是离子化合物。离子化合物中一定含有离子键离子化合物中一定含有离子键离子化合物中可能是含有共价键离子化合物中可能是含有共价键 一个化学反应的的过程，本质上就一个化学反应的的过程，本质上就是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。思考：用化学键的观点来用化学键的观点来分析化学分析化学反应的本质反应的本质是什么？是什么？化学反应的本质：化学反应的本质：小结：离子键和共价键的比较定义：相邻的两个或多个原子定义：相邻的两个或多个原子(或离子或离子)之间强烈的相互作用之间强烈的相互作用叫做化学键。叫做化学键。化学键离子键

17、金属键共价键非极性键极性键 由阴、阳离子之间通过静电作用所形成由阴、阳离子之间通过静电作用所形成的化学键叫离子键的化学键叫离子键 原子之间通过共用电子对所形成的化学原子之间通过共用电子对所形成的化学键叫共价键键叫共价键小结：小结：稀有气体单质中不存在；稀有气体单质中不存在；多原子单质分子中存在共价键；多原子单质分子中存在共价键；非金属化合物分子中存在共价键非金属化合物分子中存在共价键(包括酸包括酸)；离子化合物中一定存在离子键，可能有共价离子化合物中一定存在离子键，可能有共价键的存在键的存在(Na2O2、NaOH、NH4Cl)，共价化合，共价化合物中不存在离子键；物中不存在离子键；离子化合物可

18、由非金属构成，离子化合物可由非金属构成，如：如：NH4NO3、NH4Cl 。化学键的存在：化学键的存在：化合物分类小结：化合物分类小结：化合物化合物根据键型根据键型离子化合物（含离子键）离子化合物（含离子键）共价化合物（只有共价键）共价化合物（只有共价键）强碱强碱金属氧化物金属氧化物大多数盐大多数盐强电解质强电解质酸酸非金属氧化物非金属氧化物弱碱弱碱氢化物氢化物大多数有机物大多数有机物练习练习1：判断以下说法的正误。：判断以下说法的正误。A、离子化合物只含离子键。、离子化合物只含离子键。 B、含离子键的化合物一定为离子化合物、含离子键的化合物一定为离子化合物。C、共价化合物只含共价键。、共价化

19、合物只含共价键。D、 含共价键的化合物一定为共价化合物含共价键的化合物一定为共价化合物。E、由非金属元素组成的化合物一定是共价化合、由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物物。2；关于共价键的说法正确的是：关于共价键的说法正确的是：A）金属原子在化学反应中只能丢失电子，）金属原子在化学反应中只能丢失电子， 因而不能形成共价键；因而不能形成共价键；B）离子化合物中不可能含有共价键；）离子化合物中不可能含有共价键；C）共价键也存在电子得失；）共价键也存在电子得失；D）由共价键形成的分子可以是单质分子，）由共价键形成的分子可以是单质分子， 也可以是化合物分也可以是化合物分子子3 3、键角、键角：两个

20、共价键之间的夹角称为键角：两个共价键之间的夹角称为键角。 键角一定键角一定，表明，表明共价键具有方向性共价键具有方向性。键角是。键角是描述分子描述分子立体结构立体结构的重要参数，分子的许多性的重要参数，分子的许多性质与键角有关。质与键角有关。键角决定分子的空间构型。键角决定分子的空间构型。CO2 180H2O 105NH3 107CH4 10928 我们知道：分子我们知道：分子内部内部原子间存在原子间存在相互作用相互作用化学键，化学反应需化学键，化学反应需要破坏分子内的化学键，因此所有要破坏分子内的化学键，因此所有化学反应都伴随化学反应都伴随能量变化能量变化。 物质物质三态三态之间的转化也伴随

21、着能之间的转化也伴随着能量变化。这说明：量变化。这说明：分子间也存在着分子间也存在着相互作用力。相互作用力。分子间的范德华力有以下几个特征：分子间的范德华力有以下几个特征：（1 1）作用力的范围很小，分子间隔大到一定程）作用力的范围很小，分子间隔大到一定程度该力消失度该力消失. .（2 2）很弱，约比化学键能小）很弱，约比化学键能小1 12 2个数量级，个数量级， 大约只有大约只有几几到到几十几十 kJmolkJmol-1-1。（3 3）一般无方向性和饱和性）一般无方向性和饱和性 （4 4）相对分子质量越大，范德华力越大；分子相对分子质量越大，范德华力越大；分子 的极性越大，范德华力越大的极性

22、越大，范德华力越大大大 影响范德华力大小的因素影响范德华力大小的因素（1）结构）结构 的分子，相对分子质量越的分子，相对分子质量越 ，范德范德华力华力越越 ，熔、沸越，熔、沸越 。 相似相似单质单质相对分子质量相对分子质量 熔点熔点/ 沸点沸点/ F2 38 -219.6 -188.1Cl2 71 -101.0 -34.6Br2 160 -7.2 58.8 I2 254 113.5 184.4 分子分子HCl HBr HI 相对分子质量相对分子质量365 81128 范德华力范德华力(kJ/mol)21.1423.1126.00 熔点熔点/-114.8-98.5-50.8 沸点沸点/-84.9

23、 -67-35.4 大大请分析下表中数据请分析下表中数据高高分子分子相对分相对分子质量子质量分子的分子的极性极性熔点熔点/沸点沸点/CO28极性极性-205.05-191.49N228非极性非极性-210.00-195.81（2）相对分子质量）相对分子质量 或或 时，分子的极性时，分子的极性越越 ，范德华力范德华力越越 ，熔、沸越，熔、沸越 。 相同相同相近相近大大大大请分析下表中数据请分析下表中数据高高 化学键影响物质的化学键影响物质的化学性质（主）化学性质（主） 范德华力影响物质的范德华力影响物质的物理性质物理性质（熔、沸点等）（熔、沸点等） 分子间范德华力越大，熔沸点越高分子间范德华力越

24、大，熔沸点越高范德华力对物质性质的影响范德华力对物质性质的影响 为什为什么么HF、H2O和和NH3的沸的沸点会反点会反常呢？常呢？讨讨论：论：一些氢化物的沸点一些氢化物的沸点. .定义：当定义：当氢原子氢原子与与非金属性强非金属性强的的X X原原子以共价键结合时，它们之间的共用电子以共价键结合时，它们之间的共用电子对强烈地偏向子对强烈地偏向X X，使，使H H几乎成为几乎成为“裸露裸露”的质子，这样相对的质子，这样相对显正电性的显正电性的H H与另一与另一分子中相对显负电性的分子中相对显负电性的X(X(或或Y)Y)中的孤对中的孤对电子接近并产生相互作用，形成电子接近并产生相互作用，形成X XH

25、 HY Y型的键型的键 ，这种相互作用称氢键。，这种相互作用称氢键。 氢键及其对物质性质的影响氢键及其对物质性质的影响 氢键形成的条件氢键形成的条件:（1） 与非金属性很强的原子与非金属性很强的原子X 形成强极性键形成强极性键的的氢原子氢原子 。 （2） 非金属性很强且含非金属性很强且含孤对电子孤对电子、带有部、带有部分负电荷的原子分负电荷的原子Y (F、O、N) 氢键的本质氢键的本质: 强极性键强极性键(X-H)上的氢核上的氢核 与与非金属性很强的、含孤电子对并带有部分非金属性很强的、含孤电子对并带有部分负电荷的原子负电荷的原子Y之间的之间的静电引力静电引力。. .表示表示：氢键可以用：氢键

26、可以用X XH HY Y表示。表示。X X和和Y Y可以是同种原子，也可以是不同种原子，可以是同种原子，也可以是不同种原子，但都是但都是非金属性强、半径极小的非金属原非金属性强、半径极小的非金属原子子（一般就是一般就是、）。表示式中的）。表示式中的实线表示共价键，虚线表示氢键。实线表示共价键，虚线表示氢键。 . .氢键的键能一般小于氢键的键能一般小于40kJ/mol40kJ/mol，强强度介于化学键和范德华力之间度介于化学键和范德华力之间因此氢因此氢键键不属于化学键不属于化学键，而，而属于分子间作用力属于分子间作用力的范畴的范畴, ,本质也是静电引力。本质也是静电引力。 液体分子间若形成氢键，

27、有可能发生液体分子间若形成氢键，有可能发生缔合现象缔合现象，例如液态，例如液态HF，在通常条件，在通常条件下，除了正常下，除了正常HF分子外，还有通过氢分子外，还有通过氢键联系在一起的复杂分子键联系在一起的复杂分子(HF)n。 nHF(HF)n 。其中。其中n可以是可以是2，3，4。这种由若干个简单分子联成复杂分子这种由若干个简单分子联成复杂分子而又不会改变原物质而又不会改变原物质化学性质化学性质的现象，的现象，称为称为分子缔合分子缔合（1）分子间氢键使物质熔沸点升高）分子间氢键使物质熔沸点升高 （2）物质的溶解性增强）物质的溶解性增强氢键对物质物理性质的影响：氢键对物质物理性质的影响：思考：

28、思考：NHNH3 3为什么极易溶于水为什么极易溶于水？NHNH3 3溶于水形成氢溶于水形成氢键示意图如右键示意图如右, ,正正是这样，是这样，NHNH3 3极易极易溶于水溶于水讨论水的讨论水的特殊性特殊性：(1)为什么水的熔沸点比较高？为什么水的熔沸点比较高？(2)为什么水结冰后体积为什么水结冰后体积膨胀膨胀？液态水中的氢键液态水中的氢键冰霜、雪花中的水冰霜、雪花中的水的氢键结构的氢键结构昆虫靠漩涡在水上行走昆虫靠漩涡在水上行走 水中的氢键很脆弱水中的氢键很脆弱, ,破坏的快破坏的快, ,形成的也快形成的也快. .总的结果是水分子总的结果是水分子总是以不稳定的氢键连在一片总是以不稳定的氢键连在

29、一片. .水的这一特性使水有了较强的水的这一特性使水有了较强的内聚力和表面张力内聚力和表面张力. .由于具有较由于具有较高的表面张力高的表面张力, ,所以昆虫能在水所以昆虫能在水面上行走面上行走. .当然也和昆虫本身所当然也和昆虫本身所具有的结构有关系具有的结构有关系. . 小结小结分子间作用力分子间作用力范德华力范德华力氢键氢键1、键能、键能键能：键能：气态基态气态基态原子形成原子形成1mol1mol化学键化学键释放释放的最低能量。的最低能量。键能越大，化学键越稳定。键能越大，化学键越稳定。破坏破坏1mol1mol化学键形成气态基态原子所需的最低能量。化学键形成气态基态原子所需的最低能量。应

30、用：应用：1、计算化学反应的反应热。计算化学反应的反应热。E=E=反应物键能总和反应物键能总和- -生成物键能总和生成物键能总和2、判断分子的稳定性判断分子的稳定性规律规律: : 键能越大键能越大, ,化学键越牢固化学键越牢固, ,由该键形成的由该键形成的 分子越稳定。分子越稳定。四、共价键参数四、共价键参数键能、键长与键角键能、键长与键角概念概念作用作用键键能能_原子形成原子形成1 mol化学键化学键_的的最低能量最低能量键能越大，键越键能越大，键越_，越不易，越不易_键键长长形成共价键的两个原子形成共价键的两个原子之间的之间的_键长越短，键能键长越短，键能_，键越，键越_键键角角两个两个_之间的之间的夹角夹角表明共价键有表明共价键有_，决定，决定分子的分子的_气态基态气态基态释放释放稳定稳定被打断被打断核间距核间距共价键共价键越大越大稳定稳定方向性方向性立体构型立体构型1 1、键能：气态基态原子形成、键能：气态基态原子形成1mol1mol化学化学键释放的最低能量。通常取正值。键释放的最低能量。通常取正值。键能越大，即形成化学键时放出的能